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| 內容簡介： |
本书是《3D打印技术系列丛书》之一。全书分为5章，分别介绍3D打印技术概述、SLS
3D打印技术、SLS 3D打印材料与研究、SLS 3D打印机制造系统实例、SLS 3D打印技术的发展。
本书可供从事3D打印技术的研发人员学习参考，亦可作为大中专和职业院校相关专业的教材使用。
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| 目錄：
|
第1章 3D打印技术概述 1
1.1
3D打印技术简介
1
1.1.1 3D打印技术的概念 1
1.1.2 3D打印技术的发展史 2
1.1.3 3D打印技术的特点 5
1.2
3D打印技术的工作原理
6
1.3
3D打印的全过程
8
1.3.1 工件三维CAD模型文件的建立 9
1.3.2 三维扫描仪 10
1.3.3 三维模型文件的近似处理与切片处理 11
1.4
3D打印机的主流机型
12
1.4.1 立体光固化3D打印机 13
1.4.2 选择性激光烧结3D打印机 14
1.4.3 选择性激光熔化3D打印机 15
1.4.4 熔丝制造3D打印机 16
1.4.5 分层实体制造3D打印机 18
1.4.6 黏结剂喷射打印机 19
1.5
3D打印技术的应用与发展
21
1.5.1 3D打印技术的应用 21
1.5.2 3D打印技术与行业结合的优势 23
1.5.3 3D打印技术在国内的发展现状 29
1.5.4 3D打印技术在国内的发展趋势 31
1.5.5 3D打印技术发展的未来 33
第2章 SLS 3D打印技术 35
2.1
SLS 3D打印技术的发展历史
35
2.2
SLS 3D打印机常用的主要系统、类型及工作原理 36
2.2.1 SLS 3D打印机的供（送）粉系统 36
2.2.2 SLS 3D打印机的激光扫描系统 40
2.2.3 SLS 3D打印机的铺粉装置 42
2.2.4 SLS 3D打印机粉末床的加热系统 43
2.3
SLS 3D打印机的特点和应用
45
2.3.1 SLS 3D打印技术的特点 45
2.3.2 SLS 3D打印技术的应用实例 46
第3章 SLS 3D打印材料与研究 47
3.1
SLS 3D打印技术所用材料的发展概况
47
3.1.1 SLS 3D打印材料的种类 47
3.1.2 高分子聚合物粉末的SLS成形及研究进展 49
3.1.3 3D 打印的金属粉末材料 51
3.1.4 3D打印的铸造覆膜砂 52
3.1.5 陶瓷粉末的SLS成形及研究进展 54
3.2
SLS 3D打印技术中最常用聚合物材料的应用 54
3.2.1 PS SLS制件制成熔模精密铸造中的PS蜡模 54
3.2.2 小泵轮PS蜡模的精密铸造工艺过程实例 60
3.2.3 用间接法制造增强塑料功能件 63
3.2.4 用SLS烧结尼龙（PA）粉末的实用性研究 66
3.3
SLS 3D打印技术所用覆膜砂材料的应用 71
3.3.1 覆膜砂型（芯）SLS 3D打印的技术问题和解决方法 71
3.3.2 确定SLS覆膜砂的原材料和打印成形工艺参数分析 72
3.3.3 用于SLS覆膜砂的固化机理 74
3.3.4 覆膜砂的激光烧结特征 76
3.3.5 覆膜砂的激光烧结特征对精度的影响 78
3.3.6 覆膜砂的选择性激光烧结工艺与性能研究 79
3.3.7 推荐的覆膜砂激光烧结工艺参数 82
3.3.8 SLS覆膜砂的固化小结 83
3.4
覆膜砂的SLS成形工艺
84
3.4.1 SLS成形工艺参数与SLS试样强度之间的关系 84
3.4.2 固化深度与粘砂深度 86
3.4.3 能量叠加的影响 89
3.4.4 SLS覆膜砂型（芯）的后固化 90
3.4.5 影响发气量的因素 92
3.5
SLS覆膜砂制件的应用实例
93
3.5.1 复杂液压阀体的制造 93
3.5.2 小型压气机气缸盖的SLS覆膜砂成形实例 95
3.5.3 其他覆膜砂型（芯）的SLS成形实例 97
第4章 SLS 3D打印机制造系统实例 99
4.1
SS403 3D打印机制造系统简介 99
4.1.1 SS403 3D打印机制造系统的基本组成及性能参数 99
4.1.2 SS403 3D打印机制造系统的防护及安全 100
4.1.3 SS403系统开机操作 103
4.2
零件的SLS 3D打印加工制造
104
4.2.1 3D打印零件图形的预处理 104
4.2.2 3D打印零件的制作 104
4.2.3 3D打印制件的后处理 106
4.2.4 SS403系统3D制件打印操作的整个工艺流程 110
4.2.5 用于3D打印PS材料推荐的参数设置 110
4.2.6 3D打印制件的尺寸精度检测 110
4.3
SS403软件界面
112
4.3.1 菜单项 112
4.3.2 显示项 113
4.3.3 设置项 113
4.3.4 制造项 114
4.3.5 工具栏 117
4.3.6 状态栏 117
4.3.7 各参数的功能和要求 117
4.4
常见故障及处理
118
4.5
设备维护及保养
120
4.5.1 整机的保养 120
4.5.2 工作缸的保养及维护 120
4.5.3 Z轴丝杆、刮刀导轨的保养及维护 120
4.5.4 激光窗口保护镜处理 121
4.6
外光路调整
121
4.6.1 有反射镜的外光路系统 121
4.6.2 无反射镜的外光路系统 122
4.7
系统软件的安装与维护
123
4.7.1 利用ghost恢复系统 123
4.7.2 手动安装 123
第5章 SLS 3D打印技术的发展 126
5.1
SLS设备软件控制系统方面的创新
126
5.2
SLS装备的超大型技术
129
5.2.1 华中科技大学的超大型SLS 3D打印机 129
5.2.2 多层可调式预热装置 130
5.2.3 多层可调式预热装置中加热管对粉末床温度区域的影响 131
5.2.4 多激光头、多振镜扫描系统 131
5.2.5 多激光扫描边界随机扰动连接方法 132
5.2.6 上落（送）粉SLS 3D打印系统 133
参考文献 137
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| 內容試閱：
|
3D打印技术是20世纪80年代末期开始商品化的一种高新制造技术，又称快速成形技术、增材制造技术等，是一种集激光、机械、计算机、数控和材料于一体的新型先进制造技术。其原理是将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数字控制（CNC）、激光加工、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，将CAD的三维图形直接输入3D打印机并完成一系列数字切片，
同时将这些切片的信息传送到3D打印机上，然后将连续的薄片层面层层堆叠起来，在几小时或几天内便可打印出样品零件。该技术是近几十年来先进制造领域兴起的一种变革性的短流程、低成本、数字化、高性能构件制造一体化技术，广泛应用于国防、航空航天、工业、医疗、电子电器、电力等各个领域。3D打印技术的优势是：不受结构工艺性的约束，只要能想到就能打印出来， 特别适合复杂结构、个性化制造及创新构思的快速验证，
大大缩短了产品的生产周期，提高了市场竞争能力。
依据堆叠薄层的形式的多样性，世界范围内各种类型的3D打印技术有几十种之多，目前较多用于工业领域的可归纳为下列几种：SLA光固化3D打印技术、
SLS选择性激光3D打印技术、3DP黏结剂喷射3D打印技术、
FFF（FDM）熔丝制造3D打印技术、SLM选择性激光熔化3D打印技术等。在这几种基本3D打印技术中，SLS选择性激光3D打印技术是目前在各个领域应用最广泛的一种，原因是该技术所适用的3D打印材料最广泛，只要是能被激光扫描产生熔融烧结的材料（塑料、砂、陶瓷、金属等），均可以用于3D打印，制成各种塑料制件、砂芯（砂型）、陶瓷制品、金属零部件（特别是多个零件组合的整体件）等，
且可以打印蜡模或砂型（芯），直接用来进行熔模精密铸造或砂型铸造，可快速获得金属铸件。 该技术在近年来发展迅速并受到越来越多领域相关人员的关注。
3D打印技术起源于美国，于90年代进入我国市场， 北京隆源自动成形有限公司和华中科技大学滨湖机电技术公司的SLS
3D打印机于20年代初进入我国市场。之后华中科大在SLS 3D打印技术的理论和应用研究方面取得了长足的进展，特别是在超大型SLS
3D打印机的研制方面已进入世界领军行列，其具体成果如下：① 提出了独创的工艺软件理论和方法，如独有的STL文件容错切片技术、自适应切片功能软件、复合扫描路径，开发了速度规划软件，
并开发了热源支撑工艺，以及具有强纠错功能的光斑补偿算法、多激光头、多振镜扫描系统、多激光扫描边界随机扰动连接方法；② 开发了多款超大型SLS
3D打印机，如 1000 mm1000 mm600 mm~1400 mm1400 mm600 mm四激光器、四振镜扫描系统 ；③
开发了多层可调式预热装置等。为此，华中科大获得了国家授予的许多奖励和荣誉， 其研发成果在国内外得到了广泛的应用， 使新品开发周期得以缩短，取得了显著的经济和社会效益。为了培养SLS
3D打印的技术人才，更深入地研究此项技术，制造出更好的SLS 3D打印机，使操作机器的人员尽快主动熟练掌握该类机器的操作，使SLS
3D打印技术能迅速推广到各行业中进行广泛的应用，我们总结了华中科技大学快速制造中心3D打印团队同事、研究生及有关合作单位（如广西玉柴机器集团有限公司、北京航空材料研究院、沈阳铸造研究所等）的工程技术人员等自1996年以来对3D打印技术的理论研究成果、实际工作经验，特别是将SLS选择性激光烧结3D打印技术和铸造实际经验相结合，同时汇集了国内外许多学者、公司研究人员发表的海量文献资料，编写了这本《选择性激光烧结3D打印技术》。
本书对选择性激光烧结3D打印技术的原理、材料、操作工艺、应用程序及应用实例进行了全面系统的论述。本书分为5章：第1章是对3D打印技术的全面概述，主要描述3D打印技术的概念、发展史和特点，介绍3D打印技术的工作原理、3D打印的全过程、3D打印机的主流机型、3D打印技术的应用与发展。第2章为SLS
3D打印技术，介绍SLS 3D打印技术的发展历史，SLS 3D打印机常用的主要系统、类型及工作原理，以及SLS 3D打印机的特点和应用。第3章为SLS
3D打印材料与研究，介绍SLS 3D打印技术所用材料的发展概况、SLS 3D打印技术中最常用聚合物材料的应用、SLS
3D打印技术所用覆膜砂材料的应用、覆膜砂的SLS成形工艺、SLS覆膜砂制件的应用实例。第4章为SLS 3D打印机制造系统实例，介绍SLS
3D打印机制造系统简介、零件的SLS 3D打印加工制造、SS-403软件界面、常见故障及处理、设备维护及保养、外光路调整以及系统软件的安装与维护。第5章为SLS
3D打印技术的发展，介绍SLS设备软件控制系统方面的创新和SLS装备的超大型技术。
本书以指导实际生产为主要目标，参加本书编写的作者大多是从事3D打印技术工作多年、有丰富的从事3D打印科研理论研究和3D打印生产实际经验的人员。本书在内容处理上，对理论的阐述尽量做到通俗易懂，便于读者自学，力求理论联系实际并指导实际，删除没有实际意义的纯理论内容。因此，本书不仅可以作为中专、职业技术学院和本科院校相关专业学生的教材，亦可作为各个工程领域工程技术人员及企业、行政管理人员的参考书籍。
本书分工如下：主编沈其文负责全书各章的文字编写与插图绘制及编辑，参编人员中唐萍提供第1章的部分素材，杨劲松提供第2章的部分素材，奥基德信机电有限公司的黄欢强等提供第4章的素材。
本书较集中地反映了华中科技大学快速制造中心的相关成果，使用了国内外从事3D打印的单位及个人的研究成果，引用了长期以来与我们进行3D
打印合作单位的经验资料，如广西玉柴机器集团有限公司、北京航空材料研究院、北京隆源自动成形有限公司等，奥基德信机电有限公司提供了3D打印设备，在此对上述单位及个人表示衷心的感谢。
沈其文
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